[发明专利]一种非等角啮合的旋叶式变容机构

说明书

本发明公开了一种非等角啮合的旋叶式变容机构，包括中间固定体、圆盘和外围旋转件，所述中间固定体的外壁中轴线设置有机体，且中间固定体上设置有径向槽，所述径向槽的槽壁有转孔，且圆盘的中轴线处开有旋转孔，且转孔内壁通过螺钉穿过旋转孔设置在径向槽中，圆盘通过螺栓安装在径向槽内壁，所述圆盘上径向设置有倾斜的啮合槽，且外围旋转件位于机体的外壁。本发明中当旋叶个数比啮合槽个数多时，变容机构可在较低的转速下保证流体获得需要的轴向运动速度，当旋叶个数比啮合槽个数少时，同样的轴向运动速度下，旋叶更加平缓，流体与旋叶之间的相互作用力在轴向的分力更大，从而降低了切向分力的损失。

技术领域

本发明涉及流体变容技术领域，尤其涉及一种非等角啮合的旋叶式变容机构。

背景技术

变容机构是利用机械运动实现空间容积周期性变化的基本设备之一，其应用范围较广。根据容积周期性变化的特征，变容机构可用作压缩机、真空机、发动机以及各类需要制造流体定向运动的流体动力机械。旋叶啮合式变容机构为主要对比文件，该专利的叶片连接在外部壳体上而非中间，外部壳体又通过连杆连接到中间的转轴上，转轴穿过中间的固定体部分，中间的固定体上有安装圆盘的槽，圆盘在该槽中可以绕圆盘中心旋转，圆盘上也设置有啮合槽，叶片卡在啮合槽中与圆盘保持啮合，于是电机带动最中间部分的转轴旋转，转轴通过连杆绕过转轴之外叶片之内的固定体和外部壳体连接，带动外部壳体旋转，外部壳体和叶片连接，于是叶片在水平面上旋转，叶片和圆盘啮合，于是圆盘也在垂直面上旋转。这是该技术和现有技术明显不同的地方。但是，该技术叶片数量和圆盘上的啮合槽相同，功能上具有一定的限制。

现有泵主要有以下种类：

1.往复活塞式，利用泵腔内活塞的往复运动实现活塞和泵壳之间密闭空间的周期性变化。

2.旋片式，其最大特点是偏心设置的转子带动旋片在月牙形空间中旋转。

3.滚动活塞式，通过偏心轮在泵体内滚动，同时连接滑阀杆摆动，实现对目标设备的压气或抽真空。

4.爪型转子式，通过两个特殊型式的爪型转子啮合旋转，实现两转子与泵壳之间密闭空间的周期性变化。

5.涡旋式，依靠涡旋型定子和涡旋型转子之间的相对运动，实现密封空间的周期性变化。

6.螺杆式，通过双螺杆或者螺杆与星轮之间的相对运动，实现相互啮合密封的空间容积的周期性变化。

7.旋叶式，转子置于中间，泵腔制成椭圆形，转子旋转过程中带动旋片在椭圆形腔室中旋转，实现旋片与泵壳之间密闭空间的周期性变化。

8.转环式，如公布号CN101251106A所述的变容机构，内滚筒和外滚筒同心设置，一个转环与两滚筒分别内切和外切，滑板与内外滚筒相连，并通过滑槽穿过转环，滑槽可在转环上绕槽心旋转，转环的移动轨道被固定，当内外滚筒匀速旋转时，带动转环变速旋转，实现滚筒、转环与滑板之间密闭空间的周期性变化。

9.凸轮式，依靠转轴上的斜盘等凸轮带动活塞运动，实现密闭空间的周期性变化。

10.交叉转轴式，两转轴呈一定角度分布，连接处通过类似万向连接轴的方式连接，连接处构成一个密闭空间，并设置一些旋转板，两转轴旋转的过程中，连接处的密闭空间发生周期性变化。

现有的技术问题是，圆盘的角速度和叶片的角速度大小相同，在很大程度上限制了变容机构的功能，比如，在需要将旋转动能更大程度的转化成轴向水平运动动能的应用场景中，该变容机构的速度转化上限受角速度大小相同的限制，若依靠提高旋转速度大小的方式来获得更大轴向水平运动速度，那么圆盘和叶片的旋转速度都会增大，相应的摩擦损失也会更大，能量利用率也会更低。又如，在需要获得较大轴向水平推力的应用场景，该变容机构也会受到角速度大小相同的限制，叶片在轴向的分力大小也会受到限制。

其中泵体的主要缺点：

1.结构复杂、稳定性差、容积变化量小。